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最新进展:Ruedi组发现卵巢上皮癌的血液糖基化蛋白标志物

已有 197 次阅读 2019-8-14 13:46 |系统分类:科研笔记

卵巢上皮癌(EOC)是最常见的妇科恶性肿瘤之一,占卵巢肿瘤的50%-70%。由于其缺乏有效的早期诊断措施,只有大约20%的患者能够在早期被诊出进,而大多数病人被诊断出的时候都已经位于中晚期,因此其5年生存率较低。目前临床上针对EOC常用的血液诊断标志物是CA125和HE4,这两个标志物通常结合影像学等方法进行综合的判断。此外,FDA还批准了OVA1和ROMA作为EOC的诊断标志物,但这两个蛋白的敏感度和特异度都只能说是差强人意。


7月9日,著名的蛋白质组学家、瑞士联邦理工学院的Ruedi Aebersold教授课题组在MCP上发表文章,使用label-free和SRM的方法分析了EOC的血液蛋白糖基化位点,找到了一组5个蛋白的标志物组合,这个组合结合传统的CA125蛋白,可以将诊断灵敏度从87%进一步提高到94%,展现了血液糖基化作为疾病诊断biomarker的巨大潜力。


  
该研究的整体策略比较经典,分为初筛验证分析预测三个部分(图1)。在初筛阶段,作者从EOC的小鼠模型入手分析其肿瘤组织的蛋白质N糖基化修饰,这是由于糖基化蛋白通常位于细胞表面且容易被分泌到循环系统中。利用lable-free的方法,作者共检测到906个N糖基化蛋白,其中275个蛋白在肿瘤和非肿瘤组织中有显著的差异(图1A)。在此基础上,增加一些其他文献报道的蛋白,一共筛选出65个可在血液中被检测出来的糖基化蛋白作为候选标志物。接下来,作者使用含同位素标肽的绝对定量SRM方法,在234例临床血液标本对这些候选蛋白标志物进行了验证(图1B)。最后,研究者将验证的结果利用机器学习的方式进行了分析,找出5个蛋白的标志物组合(图1C)


图1 整体研究思路:初筛、验证和分析预测三个步骤


被选为标志物组合的5个蛋白分别是:LGALS3BP、DSG2、THBS1、IGHG2和L1CAM。作为经典的biomarker,CA125本身就已经有比较好的诊断效果,在该群体中的敏感度和特异度分别是87%和97%,而如果和这5个蛋白组成的panel联合使用,则能进一步提高敏感度到94%(图2)。由此可见,基于糖基化修饰组的蛋白质组分析确实能够找到有临床价值的潜在标志物。

图2 CA125及其联合5个蛋白panel的标志物特性


在肿瘤的血液标志物的筛选研究中,一个通常的假设是:实体肿瘤组织中的蛋白变化能够体现在血液当中,而本项研究的思路也是基于这个假设。为了回过头来验证这个假设的可靠性,作者对其中一个标志物蛋白LGALS3BP的表达量在临床组织中进行了检测(图3)。结果发现,LGALS3BP在血液和临床实体肿瘤中都有显著提高,表明了这种假设是可行的。


图3 LGALS3BP在临床肿瘤组织中的含量检测


这篇文章利用经典的筛选-验证-预测思路,从较为新颖的糖基化修饰的角度入手,深入解析了EOC癌症的血液标志物,并找到了一组有良好效果的潜在标志物组合。这种思路可以为包括其他癌症在内的疾病标志物研究所借鉴。


参考文献
R. Hüttenhain, et al., 2019, A targeted mass spectrometry strategy for developing proteomic biomarkers: a case study of epithelial ovarian cancer. Molecular & Cellular Proteomics

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